- •Э.А. Янко
- •Производство алюминия
- •Пособие для мастеров и рабочих цехов
- •Электролиза алюминиевых заводов
- •Предисловие
- •Глава 1 теоретические основы производства алюминия
- •Общие положения
- •Электрохимия процесса электролиза
- •Расчет основных производственных показателей алюминиевого электролизера
- •Электролит
- •Процессы на аноде и катоде
- •Побочные процессы на аноде и катоде
- •Другие побочные процессы на аноде и катоде
- •Пропитка угольной футеровки
- •Факторы, способствующие повышению выхода по току и производительности электролизера
- •Оценка абсолютных потерь выхода по току, %
- •Глава 2 сырьё, применяемое в производстве алюминия
- •2.1. Глинозём
- •Классификация глинозёма по физическим свойствам
- •Требования к глинозёму
- •2.2. Фтористые соли
- •Требования к техническому криолиту
- •Требования к техническому фтористому алюминию
- •Глава 3 конструкция алюминиевых электролизеров, их монтаж и демонтаж
- •3.1. Общая характеристика и классификация электролизеров
- •3.2. Анодное устройство
- •3.3. Катодное устройство
- •3.4. Футеровка катодного кожуха
- •3.5. Ошиновка
- •3.6. Сбор анодных газов и укрытие электролизёра
- •3.7. Электрическая изоляция
- •3.8. Монтаж и демонтаж электролизеров
- •Глава 4 обжиг и пуск электролизёров
- •4.1. Общие положения
- •4.2. Обжиг подины
- •4.2.1. Обжиг новых серий электролизёров
- •4.2.2. Обжиг ванн после капитального ремонта
- •4.3. Пуск ванн на электролиз
- •4.4. Обслуживание ванн в период после пуска
- •Глава 5 работа электролизёра в нормальном технологическом режиме
- •5.1. Общие положения
- •5.2. Температура электролита
- •5.3. Состав электролита, уровни металла и электролита
- •5.4. Регулирование состава электролита по температуре ликвидуса, перегрев электролита
- •5.5. Междуполюсное расстояние (мпр).
- •5.6. Форма рабочего пространства
- •5.7. Гашение анодных эффектов
- •5.8. Технологическое обслуживание электролизеров
- •5.9. Тепловые и энергетические балансы алюминиевых электролизёров
- •Глава 6 нарушения нормального хода электролизёра и пути их уСтранения
- •6.1. Горячий ход
- •6.2. Холодный ход ванны
- •6.3. «Зажатие» междуполюсного расстояния. Работа ванны «в борт»
- •6.4. Образование карбидов
- •6.5. Природа «шумов» и их устранение
- •6.6. Аварийные случаи в работе ванн
- •Глава 7 основы формирования и технологического обслуживания анодов
- •7.1. Самообжигающиеся аноды
- •7.1.1. Механизм формирования самообжигающихся анодов
- •7.1.2. Электрические характеристики
- •7.1.3. Технология самообжигающегося анода при использовании «сухой» анодной массы
- •7.1.4. Технология обслуживания анодов
- •7.1.5. Требования к качеству анодной массы
- •Технические требования к качеству анодной массы
- •7.1.6. Нарушения нормальной работы анодов
- •7.2. Обожженные аноды
- •7.2.1. Требования к качеству обожженных анодов
- •Перечень показателей качества по системе iso
- •7.2.2. Термическая устойчивость обожженных анодов
- •7.2.3. Особенности эксплуатации обожженных
- •7.2.4. Аноды с пазами
- •7.2.5. Обслуживание анодов
- •График замены анодов
- •Результаты измерений для вариантов схем замены анодов
- •7.2.5. Укрытие анодного массива
- •Ситовой состав укрывного материала, %
- •Глава 8 газоочистка и регенерация криолита
- •8. 1. Сбор и транспортировка анодных газов
- •8.2. Очистка газа
- •8.3. Производство криолита из растворов газоочистки
- •8.4. Извлечение криолита из угольной пены
- •Глава 9 энергоснабжение электролизных серий. Механизация и автоматизация процесса электролиза
- •9.1. Энергоснабжение электролизных серий
- •9.2. Механизация процессов обслуживания электролизеров.
- •9.3. Автоматическая система управления технологическим процессом (асутп)
- •9.4. Централизованная раздача и автоматизированное питание ванн глинозёмом
- •9.4.1. Общие положения
- •9.4.2. Конструкция систем апг
- •9.4.3. Автоматизированное управление работой апг
- •9.4.4.Управление питанием электролизёра при
- •9.4.5. Внутризаводская транспортировка глинозёма. Системы централизованной раздачи глинозёма (црг)
- •Глава 10 первичный алюминий как сырьё для переработки в товарные виды продукции
- •10.1. Алюминий-сырец и способы его рафинирования
- •Химический состав товарного алюминия, % ( примесей металлов, % не более)
- •10.2. Расчёт шихты для получения товарного алюминия
- •10.3. Первичная переработка алюминия-сырца
- •10.4. Сплавы на основе алюминия
- •Химический состав силуминов, % (max) *
- •10.5. Управление технологическим процессом
- •Список использованной литературы
- •Оглавление
- •Глава 2 42
- •Глава 3 50
- •Глава 4 91
- •Глава 5 105
- •Глава 7 163
- •Глава 9 240
6.3. «Зажатие» междуполюсного расстояния. Работа ванны «в борт»
Занижение величины МПР вызывает развитие реакций, обратных процессу электролиза. В первый период на электролизере с заниженным междуполюсным расстоянием отмечается холодный ход, снижение уровня электролита и образование прочной корки. В последующий период в связи с развитием вторичных процессов окисления алюминия происходит разогрев электролизера.
Повышению скорости вторичных реакций способствует сближение анода с поверхностью алюминия и попадание металлического «тумана» в зону повышенного его окисления. В итоге интенсивность работы анода резко снижается, электролит плывет из-под анода, процесс электролиза замедляется. Это явление носит название «зажатия» МПР.
В первый период «зажатия» напряжение на ванне небольшое, но по мере повышения температуры электролита и роста его электрического сопротивления напряжение начинает возрастать. В этом случае снизить напряжение обычным путем, т.е. опусканием анодного массива, не удается. Напротив, для приведения электролизера к нормальному режиму следует поднять анод до появления признаков нормальной работы по всему периметру анода или анодного массива (ОА) и принять меры к охлаждению электролита.
«Зажатую» ванну можно также охладить учащенной обработкой (без глинозема), переплавкой холодного металла и оборотного электролита, свежим криолитом. По мере улучшения хода ванны напряжение на ней снижается до нормального, после чего производится засыпка небольшого слоя глинозема. Целесообразно добиться вспышки, чтобы окончательно убедиться в нормализации процесса электролиза. Следует также проверить состояние подошвы анода и, если есть необходимость, снять угольную пену.
В период горячего хода электролизера может произойти частичное или полное расплавление периферийных настылей и гарнисажей. Как указывалось выше (см. рис 5.1,б), в таких случаях происходит перераспределение токовой нагрузки, и часть бортовой футеровки и периферии подины работает как катод. По существующей производственной терминологии это явление по продольным сторонам носит название работы ванны «в борта», а на торцевых сторонах – «в торцы».
Для электролизеров с обожженными анодами работа «в борт» характерна также в том случае, если один или несколько соседних анодов на каком-либо участке или по всей стороне принимают большую нагрузку. Причин может быть несколько: нарушена очередность замены анодов, занижено междуполюсное расстояние из-за неправильной установки нового анода, допущен перекос анодной рамы и др. При установке торцевых анодов ниже установленного уровня на них также может быть повышенная токовая нагрузка, в результате чего электролит в торцах перегревается и ванна работает «в торец». Установку анодов необходимо быстро отрегулировать, а перекосы анодной рамы устранить.
Работа «в борта» и «в торцы» приводит к нежелательным электромагнитным явлениям, вызывает перекос и усиленную циркуляцию металла. Кроме того, электролит и металл, воздействуя на незащищенные бортовые стенки и швы, пропитывают и разрушают их. Возможно покраснение катодного кожуха. Такая работа ванн опасна прорывами металла и электролита и возникновением аварийной ситуации.
Для ликвидации работы «в борт» необходимо устранить причины горячего хода электролизера и сформировать правильную форму рабочего пространства. Сначала следует очистить электролит от угольной пены, подтянуть осадок из-под анода и увеличить содержание в электролите фтористого кальция. После этого периферию ванны следует пропиковать оборотным электролитом или выбоями из ковшей. При наличии достаточного уровня электролита целесообразно применить учащенную обработку ванны. Слишком быстрое принудительное формирование настылей нежелательно, так как образующаяся при этом пористая, пронизанная металлом структура не служит надежной защитой для футеровки катода.